【技术实现步骤摘要】
本技术涉及燃料电池的氢气排放，特别是涉及一种燃料电池氢气尾气缓冲容器以及燃料电池系统。
技术介绍
1、使用氢作为燃料的燃料电池具有高效、清洁的特点。电堆是燃料电池发生电化学反应的部分，氢气通入电堆的阳极，空气或氧气通入电堆的阴极，在催化剂的作用下，氢气与氧气发生反应生成电力和水。燃料电池系统中还包括电堆外的辅助部件以保证电堆中电化学反应可以持续、正常的进行，其中氢气相关的辅助部件通常需要实现补充氢气、排出阳极水分、处理氢气尾气等功能。为了保证向外排放的氢气尾气在安全范围内，一种做法是将氢气尾气与阳极尾气混合，以降低其浓度。
2、专利cn201310079052提出了一种降低燃料电池系统尾排氢气峰值浓度的方法，见图1，首先，燃料电池系统的空气通过阴极尾排出口并由空气导流管14连续稳定排放至氢气缓释腔11内；燃料电池系统的氢气通过阳极尾排出口并由氢气导流管排放至氢气缓释腔11内，由上述氢气缓释腔11内的空气对其进行缓释；然后氢气被缓释后的缓释气体从氢气缓释腔排入混合腔12后，由燃料电池系统的阴极尾排出口引出的另一路吹扫空气15对上述缓释气体进行连续稳定的吹扫，进一步稀释缓释气体中的氢气浓度，并使其从混合腔的排出口排出。可在不改变燃料电池系统的前提下，通过对脉冲排放或连续排放与脉冲排放相接合所排出的阳极尾排氢气的缓冲稀释后经阴极气体吹扫混合，将其降低到爆炸极限以下。氢气缓释腔11设于混合腔12内，氢气缓释腔11的内端封闭，氢气缓释腔11的外端开口，氢气导流管13的排出口以及空气导流管14的排出口分别设于氢气缓释腔11的内端
3、但是现有缓冲稀释方法存在一个缺陷，那就是对于脉冲式排放氢气尾气的应用，其缓冲稀释的容器体积大。以专利cn201310079052给出的一个具体实施为例：氢气排放为每隔6秒排放0.2秒，每次尾排1.3升左右，吹扫空气流量为420升每分钟，由于缓冲和稀释容器内的各处压力相差不大且流速较大，氢气在较短时间内将会在整个缓冲和稀释空间内良好混合，假设在1s内排出的气体混合均匀，为了保证出口的浓度在整个周期中均不超过4％，那么相当于1.3升在32.5升空间内与空气混合才得到4％左右的浓度。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种燃料电池氢气尾气缓冲容器以及燃料电池系统，用于解决现有技术中燃料电池氢气尾气缓冲容器体积大的问题。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本技术一方面提供一种燃料电池氢气尾气缓冲容器，包括容器本体，所述容器本体内设有可随压力变化运动或变形的隔离体，所述隔离体用于将容器本体分割成第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和第二腔室的体积可随隔离体的运动或变形而变化，还包括与第一腔室连通的第一管口和/或第二管口，还包括与第二腔室连通的第三管口和/或第四管口。
3、在本技术的一些实施方式中，所述隔离体选自隔离板、气球或可展开气袋。
4、本技术另一方面提供一种燃料电池系统，包括如本技术第一方面所述的燃料电池氢气尾气缓冲容器，还包括电堆，所述电堆包括电堆阴极出口和电堆阳极出口，所述电堆阴极出口和第一腔室的连通管路上设有第一阀门，所述电堆阳极出口和所述第二腔室的连通管路上设有第二阀门，所述系统还包括阴极对外排放出口和阳极对外排放出口，所述阴极对外排放出口与所述第一腔室的连通管路上设有第三阀门，所述阳极对外排放出口与所述第二腔室的连通管路上设有节流孔。
5、在本技术的一些实施方式中，所述第一腔室包括第一管口和/或第二管口，所述第一阀门设于电堆阴极出口与所述第一管口或第二管口的连通管路上。
6、在本技术的一些实施方式中，所述第二腔室包括第三管口和/或第四管口，所述第二阀门设于电堆阳极出口与所述第三管口或第四管口的连通管路上。
7、在本技术的一些实施方式中，所述第三阀门设于所述第二管口和所述阴极对外排放出口的连通管路上。
8、在本技术的一些实施方式中，所述节流孔设于所述第四管口与阳极对外排放出口的连通管路上。
9、在本技术的一些实施方式中，所述电堆还包括电堆阴极入口和电堆阳极入口。
10、在本技术的一些实施方式中，还包括阴极排放通道，所述电堆阴极出口和所述阴极排放通道之间设有背压阀。
11、在本技术的一些实施方式中，所述阴极对外排放出口和阳极对外排放出口分别与所述阴极排放通道连通。
12、与现有技术相比，本技术燃料电池氢气尾气缓冲容器及燃料电池系统的有益效果为：
13、1)燃料电池氢气尾气缓冲容器体积小。由工作原理可知，一方面，容器本体中填充氢气尾气时，其压力与电堆出口压力一致，通常显著高于外界大气压，即，内部的气体处于压缩状态；另一方面，容器本体中氢气排放到外界时，被另一侧的高于外界大气压的阴极尾气推挤，空间被压缩到基本为0。因此，每个充和放的循环，都充分利用了容器本体的空间，在单位时间内需要排放相同量氢气尾气的情况下，本技术所使用的缓冲容器体积非常小。
14、2)排放速度均匀，混合物浓度变化小。传统的系统中，在脉冲排放方式下，即使使用了缓冲容器，由于排放期间和非排放期间的压力完全不同，所以进一步混合时速率会不均匀，因而尾气浓度随着时间变化较大，不均匀。而本技术的脉冲排放阶段缓冲容器内的压力与阳极基本一致，非排放阶段缓冲容器内的压力被引入的阴极气体提高，因而也保持了一定的压力。因此在脉冲排放的两个状态下，容器本体内都存在一定的压力，这也就导致了缓冲容器内的压力随时间不同的波动较小，因此达到了均匀混合的效果。
15、3)因为缓冲容器体积小，由其组成的燃料电池系统，结构紧凑，体积小，功率密度高。
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1.一种燃料电池氢气尾气缓冲容器，其特征在于，包括容器本体(100)，所述容器本体(100)内设有可随压力变化运动或变形的隔离体(101)，所述隔离体(101)用于将容器本体(100)分割成第一腔室(102)和第二腔室(103)，所述第一腔室(102)和第二腔室(103)的体积可随隔离体(101)的运动或变形而变化，
2.如权利要求1所述的燃料电池氢气尾气缓冲容器，其特征在于，所述隔离体(101)选自隔离板、气球或可展开气袋。
3.一种燃料电池系统，其特征在于，包括如权利要求1～2任一项所述的燃料电池氢气尾气缓冲容器，还包括电堆(201)，所述电堆(201)包括电堆阴极出口(206)和电堆阳极出口(204)，所述电堆阴极出口(206)和第一腔室(102)的连通管路上设有第一阀门(208)，所述电堆阳极出口(204)和所述第二腔室(103)的连通管路上设有第二阀门(205)，所述系统还包括阴极对外排放出口(211)和阳极对外排放出口(212)，所述阴极对外排放出口(211)与所述第一腔室(102)的连通管路上设有第三阀门(209)，所述阳极对外排放出口(21
4.如权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，所述第一腔室(102)包括第一管口(104)和/或第二管口(105)，所述第一阀门(208)设于电堆阴极出口(206)与所述第一管口(104)或第二管口(105)的连通管路上。
5.如权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，所述第二腔室(103)包括第三管口(106)和/或第四管口(107)，所述第二阀门(205)设于电堆阳极出口(204)与所述第三管口(106)或第四管口(107)的连通管路上。
6.如权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，所述第三阀门(209)设于所述第二管口(105)和所述阴极对外排放出口(211)的连通管路上。
7.如权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，所述节流孔(210)设于所述第四管口(107)与阳极对外排放出口(212)的连通管路上。
8.如权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，所述电堆(201)还包括电堆阴极入口(203)和电堆阳极入口(202)。
9.如权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括阴极排放通道(213)，所述电堆阴极出口(206)和所述阴极排放通道(213)之间设有背压阀(207)。
10.如权利要求9所述的燃料电池系统，其特征在于，所述阴极对外排放出口(211)和阳极对外排放出口(212)分别与所述阴极排放通道(213)连通。
...【技术特征摘要】
1.一种燃料电池氢气尾气缓冲容器，其特征在于，包括容器本体(100)，所述容器本体(100)内设有可随压力变化运动或变形的隔离体(101)，所述隔离体(101)用于将容器本体(100)分割成第一腔室(102)和第二腔室(103)，所述第一腔室(102)和第二腔室(103)的体积可随隔离体(101)的运动或变形而变化，
2.如权利要求1所述的燃料电池氢气尾气缓冲容器，其特征在于，所述隔离体(101)选自隔离板、气球或可展开气袋。
3.一种燃料电池系统，其特征在于，包括如权利要求1～2任一项所述的燃料电池氢气尾气缓冲容器，还包括电堆(201)，所述电堆(201)包括电堆阴极出口(206)和电堆阳极出口(204)，所述电堆阴极出口(206)和第一腔室(102)的连通管路上设有第一阀门(208)，所述电堆阳极出口(204)和所述第二腔室(103)的连通管路上设有第二阀门(205)，所述系统还包括阴极对外排放出口(211)和阳极对外排放出口(212)，所述阴极对外排放出口(211)与所述第一腔室(102)的连通管路上设有第三阀门(209)，所述阳极对外排放出口(212)与所述第二腔室(103)的连通管路上设有节流孔(210)。
4.如权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，所述第一腔室(102)包括第一管口...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡磊，
申请(专利权)人：上海挺淳新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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